丝盘虫揭示动物起源之谜
作者 方陵生
发表于 2023年11月

科學家们对丝盘虫产生兴趣,是因为它简单的构造。丝盘虫不仅向我们展示了地球上最早出现的动物可能会是什么样子的,还为我们了解动物起源提供了一个新的窗口。它甚至可以告诉我们,简单动物是如何进化出复杂的生命形式的。

19世纪80年代,弗朗茨·舒尔茨拥有一个充满许多美丽海洋生物的实验室。舒尔茨是研究海洋生物“海绵”的顶尖专家之一。如今,他发现的许多新物种都生活在奥地利格拉茨大学的海水水族馆里。水族馆内,动物的形态千奇百怪。其中有一些非常简单的海洋动物,它们色彩明艳醒目,形状奇特,有些看起来像花瓶,还有一些看起来像是带有尖塔的微型城堡。

最令舒尔茨兴奋的,是他发现的一种芝麻大小的生命体。它是地球上构造最简单的动物,却可以为我们揭开地球动物起源之谜。舒尔茨是在某天偶然发现的它——它藏身在他的一个玻璃鱼缸里,爬来爬去地以鱼缸里的绿藻为食。舒尔茨将它命名为“丝盘虫”。它没有嘴,没有胃,没有肌肉,也没有血液和血管,更没有正面或背面,只由一层比纸还薄的细胞薄层组成。

它看起来实在是太普通了,如此难以名状的一小团,以至于让人几乎提不起观赏的兴趣来。但科学家们对它产生兴趣恰恰是因为它简单的构造——它向我们展示了6亿至7亿年前地球上最早出现的动物模样的可能性。它甚至还可以提供一些线索,告诉我们构造简单的动物如何进化出构造复杂的生命体。

丝盘虫的进食方式

乍一看,丝盘虫根本不像一般意义上的动物,而像是团状的变形虫。它扁平的身体在移动时不断改变形状。变形虫的正式名称为“阿米巴原虫”,是一种单细胞原生生物,既不是植物,也不是动物。1883年,舒尔茨将丝盘虫放在显微镜下仔细观察后发现,丝盘虫虽然小而简单,但它确实是一种动物。

“不同类型细胞之间的劳动分工”是动物的标志。丝盘虫的底部细胞长有许多细小的纤毛,它通过旋转纤毛来移动,就像螺旋桨一样。发现海藻时,它会停下来,身体像吸盘一样平躺在海藻上。“吸盘”底部有一些特殊细胞,会喷射出化学物质,从而分解藻类。而其他的细胞则负责吸收从这顿“美餐”中释放出来的糖分和其他营养物质。它的整个腹部就像胃一样工作,因为这“胃”长在身体外部,所以它不需要嘴。

最早动物的线索

德国汉诺威动物生态学和细胞生物学研究所的动物学家伯纳德·谢尔沃特认为,地球上最早出现的动物可能类似于丝盘虫。他推测地球上最早的动物出现时,海洋里已经充满了单细胞原生生物。像丝盘虫一样,它们是通过旋转纤毛来游动的。成千上万个单细胞原生生物聚集在一起形成了群落,它们连接成球状、链状或片状。但这些群落不是动物,它们只是和谐地生活在一起,聚集成相似的单细胞生物群落。

到了6亿至7亿年前,地球上的原始生命开始发生变化——一群古代原生生物形成了新的群体。一开始,每个成员的细胞都是一样的。随着时间的推移,细胞开始发生变化,曾经完全相同的细胞裂变成不同的类型。它们的细胞之间开始交流,释放出用作信息交流的信使化学物质,随后这些信使化学物质命令不同部位的细胞做不同的事情。它们可能就是地球上最早出现的动物。

本文刊登于《科学24小时》2023年11期
龙源期刊网正版版权
更多文章来自
订阅